【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及船舶，尤其是一种分段式波浪载荷、冰载荷及结构响应协同测量系统。
技术介绍
1、随着气候变暖，北极地区冰体不断融化使得极地通航存在了可能性，而且北极航线与传统的苏伊士运河航线相比，途经地区国家少、几乎没有冲突与海盗隐患等潜在优势。因此，近极地国家已经开展了大量极地航行船舶研究、设计及建造和运营等。需要解决极地航行船舶在冰载荷作用下的结构安全性问题，为极地航行船舶设计、优化以及损伤后维护等提供技术支撑。
2、为此我们提出一种分段式波浪载荷、冰载荷及结构响应协同测量系统。
技术实现思路
1、本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种分段式波浪载荷、冰载荷及结构响应协同测量系统，从而实现波浪载荷、冰载荷和结构响应同时测量，获得船舶在复杂海洋环境下波浪和冰载荷分布情况、涉冰带结构响应情况等。
2、本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种分段式波浪载荷、冰载荷及结构响应协同测量系统，包括：
4、第一船模分段，设置有动力系统和转向控制系统，用于提供动力和转向；
5、第二船模分段，与第一船模分段一侧连接，第二船模分段设置有运动测量系统，用于测量船模六自由度运动；
6、第三船模分段，与第二船模分段一侧连接，第三船模分段设置有信息采集系统，用于采集信息；
7、第四船模分段，与第三船模分段一侧连接，第四船模分段设置有冰阻力测量系统，用于测量冰阻力；
8、第五船模分段，设置在第四船模分段底部
9、其中，第一船模分段、第二船模分段、第三船模分段和第四船模分段通过波浪载荷测量梁连接，波浪载荷测量梁上设置有载荷测量传感器，用于测量波浪载荷。
10、其进一步特征在于：
11、所述第一船模分段还设置有第一船体外壳，动力系统包括直流电机、万向节、桨轴、桨轴套和螺旋桨，桨轴套穿设在第一船体外壳中，桨轴转动设置在桨轴套中，直流电机通过电机基座与第一船体外壳连接，转向控制系统包括舵机、舵杆和舵。
12、所述第二船模分段还设置有第一供电系统和第二船体外壳，运动测量系统包括陀螺仪和陀螺仪基座，陀螺仪通过陀螺仪基座与第二船体外壳连接。
13、所述第三船体外壳和第二供电系统，信息采集系统包括采集存储模块和tp-link模块，tp-link模块设置在采集存储模块上，采集存储模块设置在第三船体外壳中。
14、所述第四船模分段还包括第四船体外壳，冰阻力测量系统包括三自由度测力仪和固定装置；三自由度测力仪设置在固定装置上。
15、所述第五船模分段包括第五船体外壳和固定基座，冰载荷测量装置包括冰压力薄膜传感器，冰压力薄膜传感器粘在第五船体外壳上，固定基座设置在第五船体外壳中，固定装置与固定基座固定连接，动响应测量系统为应变传感器。
16、所述第一船体外壳、第二船体外壳、第三船体外壳和第四船体外壳的材质为玻璃钢，第五船体外壳的材质为钢材。
17、所述第一船模分段为船模艉部结构，第二船模分段为船模舯后部结构，第三船模分段为船模舯前部结构，第四船模分段为船模艏上部结构，第五船模分段为船模艏下部结构。
18、所述第一供电系统为蓄电池组，用于响直流电机、舵机和陀螺仪进行供电；第二供电系统为蓄电池组，用于向三自由度测力仪、冰压力薄膜传感器和应变传感器进行供电。
19、所述波浪载荷测量梁通过水平梁设置在端部水平梁上，端部水平梁设置在第一船模分段、第二船模分段、第三船模分段和第四船模分段上。
20、本专利技术的有益效果如下：
21、本专利技术结构紧凑、合理，操作方便，在进行试验时，波浪载荷测量梁在第一船模分段、第二船模分段、第三船模分段和第四船模分段上均设置有载荷测量传感器，用于测量第一船模分段、第二船模分段、第三船模分段和第四船模分段的波浪载荷。通过陀螺仪来测量船模六自由度运动。通过三自由度测力仪测量艏部结构冰阻力。通过冰载荷测量装置测量艏部涉冰带结构冰载荷；通过动响应测量系统测量涉冰带结构在冰载荷作用下的结构动响应。可实现波浪载荷、冰载荷和结构响应同时测量，获得船舶在复杂海洋环境下波浪和冰载荷分布情况、涉冰带结构响应情况等。
22、同时，本专利技术还具备如下优点：
23、(1)第一船体外壳、第二船体外壳、第三船体外壳和第四船体外壳的材质为玻璃钢，用于模拟船体外形和提供船模浮力。
24、(2)第五船体外壳的材质为钢材，第五船体外壳包括模拟船体肋骨和纵骨分布的型材，用于模拟船体外形和提供船模浮力。
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1.一种分段式波浪载荷、冰载荷及结构响应协同测量系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种分段式波浪载荷、冰载荷及结构响应协同测量系统，其特征在于：所述第一船模分段(1)还设置有第一船体外壳(103)，动力系统(101)包括直流电机(1011)、万向节(1012)、桨轴(1013)、桨轴套(1014)和螺旋桨(1015)，桨轴套(1014)穿设在第一船体外壳(103)中，桨轴(1013)转动设置在桨轴套(1014)中，直流电机(1011)通过电机基座与第一船体外壳(103)连接，转向控制系统(102)包括舵机(1021)、舵杆(1022)和舵(1023)。
3.如权利要求2所述的一种分段式波浪载荷、冰载荷及结构响应协同测量系统，其特征在于：所述第二船模分段(2)还设置有第一供电系统(202)和第二船体外壳(203)，运动测量系统(201)包括陀螺仪(2011)和陀螺仪基座(2012)，陀螺仪(2011)通过陀螺仪基座(2012)与第二船体外壳(203)连接。
4.如权利要求3所述的一种分段式波浪载荷、冰载荷及结构响应协同测量系统，其特
5.如权利要求4所述的一种分段式波浪载荷、冰载荷及结构响应协同测量系统，其特征在于：所述第四船模分段(4)还包括第四船体外壳(401)，冰阻力测量系统(402)包括三自由度测力仪(4021)和固定装置(4022)；三自由度测力仪(4021)设置在固定装置(4022)上。
6.如权利要求5所述的一种分段式波浪载荷、冰载荷及结构响应协同测量系统，其特征在于：所述第五船模分段(5)包括第五船体外壳(501)和固定基座(503)，冰载荷测量装置(502)包括冰压力薄膜传感器，冰压力薄膜传感器粘在第五船体外壳(501)上，固定基座(503)设置在第五船体外壳(501)中，固定装置(4022)与固定基座(503)固定连接，动响应测量系统为应变传感器。
7.如权利要求6所述的一种分段式波浪载荷、冰载荷及结构响应协同测量系统，其特征在于：所述第一船体外壳(103)、第二船体外壳(203)、第三船体外壳(302)和第四船体外壳(401)的材质为玻璃钢，第五船体外壳(501)的材质为钢材。
8.如权利要求7所述的一种分段式波浪载荷、冰载荷及结构响应协同测量系统，其特征在于：所述第一船模分段(1)为船模艉部结构，第二船模分段(2)为船模舯后部结构，第三船模分段(3)为船模舯前部结构，第四船模分段(4)为船模艏上部结构，第五船模分段(5)为船模艏下部结构。
9.如权利要求8所述的一种分段式波浪载荷、冰载荷及结构响应协同测量系统，其特征在于：所述第一供电系统(202)为蓄电池组，用于响直流电机(1011)、舵机(1021)和陀螺仪(2011)进行供电；第二供电系统(303)为蓄电池组，用于向三自由度测力仪(4021)、冰压力薄膜传感器和应变传感器进行供电。
10.如权利要求1所述的一种分段式波浪载荷、冰载荷及结构响应协同测量系统，其特征在于：所述波浪载荷测量梁(6)通过水平梁设置在端部水平梁上，端部水平梁设置在第一船模分段(1)、第二船模分段(2)、第三船模分段(3)和第四船模分段(4)上。
...【技术特征摘要】
1.一种分段式波浪载荷、冰载荷及结构响应协同测量系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种分段式波浪载荷、冰载荷及结构响应协同测量系统，其特征在于：所述第一船模分段(1)还设置有第一船体外壳(103)，动力系统(101)包括直流电机(1011)、万向节(1012)、桨轴(1013)、桨轴套(1014)和螺旋桨(1015)，桨轴套(1014)穿设在第一船体外壳(103)中，桨轴(1013)转动设置在桨轴套(1014)中，直流电机(1011)通过电机基座与第一船体外壳(103)连接，转向控制系统(102)包括舵机(1021)、舵杆(1022)和舵(1023)。
3.如权利要求2所述的一种分段式波浪载荷、冰载荷及结构响应协同测量系统，其特征在于：所述第二船模分段(2)还设置有第一供电系统(202)和第二船体外壳(203)，运动测量系统(201)包括陀螺仪(2011)和陀螺仪基座(2012)，陀螺仪(2011)通过陀螺仪基座(2012)与第二船体外壳(203)连接。
4.如权利要求3所述的一种分段式波浪载荷、冰载荷及结构响应协同测量系统，其特征在于：所述第三船体外壳(302)和第二供电系统(303)，信息采集系统(301)包括采集存储模块(3011)和tp-link模块(3012)，tp-link模块(3012)设置在采集存储模块(3011)上，采集存储模块(3011)设置在第三船体外壳(302)中。
5.如权利要求4所述的一种分段式波浪载荷、冰载荷及结构响应协同测量系统，其特征在于：所述第四船模分段(4)还包括第四船体外壳(401)，冰阻力测量系统(402)包括三自由度测力仪(4021)和固定装置(4022)；三自由度测力仪(4021)设...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵南，杨骏，葛辛辛，蒋彩霞，刘俊杰，王艺陶，董海波，顾学康，葛沈瑜，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心，
类型：发明
国别省市：
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